探析机电一体化技术若干问题.doc

探析机电一体化技术若干问题 摘要：21世纪机电一体化技术将扮演机城工业的主角机电一体化技术是渗透到所有机械产品之中的普遇技术几乎没有行业的限制为此本文详细研究了机电一体化系统的塞本给构功能原理解接口特征匹心的实现方法、机电一体化技术的发展因此本丈其有深刻的理论t义和广泛的实际应用 关键词：机电一体化机电一体化系统机电一体化技术 机电一体化技术始于电子技术的发展以及电子技术与机械技术的结合尤其是大规模集成电路的出现促进了机电一体化技术的发展并引起了人们广泛的注意数控机床的问世写下了机电一体化技术的新篇章 微电子技术为机电一体化技术带来了勃勃生机可编程序控制器、“电力电子”的发展为机电一体化技术提供了坚实基础；激光技术、模糊技术、信息技术等高新技术的发展使机电一体化技术跃上新台阶 机电一体化产品可分为系统（整机）和基础元（部）件两大类：典型的机电一体化系统有数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等典型的机电一体化元（部）件有电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等 这些机电一体化产品将给机械产业和农机产业的生产技术带来巨大的飞跃而企业的技术开发能力也将随之增强 1机电一体化系统的基本结机械本一体系统所有功能元素的机械支持结构包括机身、框架、机械联接等 机械本体要在结构、材料、加工工艺性及几何尺寸等方面适应产品高效、多功能、可靠和节能、小型轻量等要求 （2）动力部分按照系统控制要求为系统提供能量和动力用尽可能小的动力输人获得尽可能大的功能输出 （3）测试传感部分对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测变成可识别信号传输到信息处理单元经过分析、处理后产生相应的控制信息 （4）执行机构根据控制信息和指令完成要求的动作执行机构是运动部件一般采用机械、电磁、电液等机构 （5）驱动部分在控制信息作用下提供动力驱动各种执行机构完成各种动作和功能一方面要求驱动的高效率和快速响应特征同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的适应性和可靠性另一方面由于几何尺寸的限制动作范围狭窄还需考虑维修及标谁化 （6）控制及信息处理单元将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工根据信息处理结果按照一定的程序和节奏发出相应指令控制整个系统有目的地运行 2功能原理解接口特征匹配的实现方法机电单元功能求解过程是从功能至效应最终至原理解的具体化和结构化过程在系统级功能原理求解过程中所谓单元功能解的接口特征实际上包含有功能接口特征、效应接口特征和原理接口特征这三者之间不是并列的关系后者是前者的具体化和结构化是前者的物化和实现因而在内涵上存在着嵌套的关系原理解接口特征在内涵上的分层嵌套性质体现了接口信息从粗略到详细的层层相扣的特点提供了按功能接口、效应接口和原理解接口分层先后进行适配性检验的可能 功能接口特征和效应接口特征所包含的信息最相对较少不必再对其划分层次但作用原理接口特征包含的信息量很大有必要再对其细分层次作用原理接口特征包括输入/输出物料接口、输人/输出能量接口、输入/输出信息接口、作用环境接口7个分特征它们大致可以被划分为作用对象层次和关联对象层次作用对象是指直接参与功能实现构成功能的输入和输出的对象作用对象还可以细分为主要作用对象和非主要作用对象2个层次丰要作用对象就是通过运动执行功能实现转换的对象关联对象是指不直接参与功能实现而是通过作用对象间接与原理解产生关系的对象这里主要指作用环境 基于以上对作用原理接口特征的层次划分作用原理接口特征层面上的逐层次匹配策略为：先进行主要作用对象接口特征匹配再进行非主要作用对象接口特征匹配最后进行关联对象接口特征匹配由于关联对象接口特征所包含的接口信息比较简单故只讨论作用对象接口特征匹配的有关问题作用对象接口特征包括能最接口特征、物料接口特征、信息 接口特征3类 能量接口特征可以被划分为3个层次：效应层描述与效应直接相关的接口特征；作用原理层对效应层物理量或者对象加以更加详细描述的其他接口特征物理实现层描述该原理解的结构、形状、尺寸等物理层面的具体接口特征同样物料接日特征、信息接口特征也可以划分为效应层、作用原理层、物理实现层3个层次 基于以上对作用对象接口特征的层次划分作用对象接口特征匹配策略为：效应层接口特征匹配作用原理层接口特征匹配物理实现层接口特征匹配 证机电一体化系统的最优化因此有人提出了要进行机电一体化系统设计理论的研究也有人提出了机电一体化系统集成和融合的理论我们认为无论是系统设计理论还是系统集成和融合理论的研究都是必要的但是由于机电一体化系统的复杂性这两种理论都很难对机电一体化系统进行具体的研究只能停留在理论的层面上而机电接口技术正为它们提供了一种有效的方法来进行系统研究并将系统设计、集成和融合理论应用到实际的设计当中 现在机电一体化正在向着智能化、模块化、网络化等方向发展智能化必然要求系统各部分的结合要更加紧密信息传递和反馈更加迅速准确模块化必然要对接口提出更高的要求接口在保持一致性的情况下还要能保证系统信息和能量的传递、技术融合网络化要求系统的接口具有网络功能包括现场网络、局域网和互联网功能从机电一体化发展方向对机电接口技术的要求来看机电接口技术的研究与发展已经成为必然同时机电接口技术的研究与发展也必然对机电一体化技术的发展起促进作用 随着科学技术不断深入地发展集机械、电子、信息、材料和管理技术干一体的机电一体化技术水平也将得到不断地提高因此企业要充分利用机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低且具有柔性的特点根据市场需求对产品结构和生产过程进行调整和改造提高自身的技术开发能力使其产品在国际市场具有竞争力 参考文献 【1】潘柏全机电一体化技术现状与发展趋势浅析.装备制造技术（0）3 【2】王斌论机电一体化技术的发展趋势略述.产业与科技论坛（09） 【3】欧望机电一体化技术的现状和发展趋势.